Заказник расположен в северной части Карельского перешейка, на южной окраине Балтийского кристаллического щита. Особо охраняемая природная территория включает связанные протокой озёра Мелководное и Луговое – мелководные, эвтрофные (с высоким содержанием органических веществ) высокопродуктивные водоёмы с множеством мелких островов и обильной водной и прибрежно-водной растительностью. Здесь произрастают хвощ речной, тростник, кувшинка снежно-белая, кубышка жёлтая, рдест плавающий, телорез и др. В западной части заказника проходит сельга – гряда, сложенная древнейшими кристаллическими породами и обработанная последним оледенением, имеющая около 8 км в длину и более 30 м в высоту. По берегам озёр произрастают сосновые, черноольховые, мелколиственные и еловые леса. Болота в заказнике в основном низинные.
Озёра заказника создают благоприятные кормовые и защитные условия для гнездования многих видов водоплавающих и околоводных птиц. Это утки (кряква, чирок-свистунок, свиязь, гоголь, хохлатая чернеть), чомга, лысуха, камышница, серебристая, сизая и озёрная чайки, речная и чёрная крачки и др. К редким гнездящимся видам относятся красношейная поганка, большая выпь, погоныш, водяной пастушок, травник. Озёра – место регулярных стоянок водоплавающих и околоводных птиц в периоды весенних и осенних миграций. Заказник по своей значимости является вторым (после Раковых озёр) водно-болотным угодьем для воспроизводства водоплавающих птиц на Карельском перешейке.
Гнездовые колонии водоплавающих птиц на островах озёр Мелководное и Луговое; места кормовых скоплений птиц во время весенних и осенних миграций; нерестилища промысловых видов рыб: леща, судака, налима, плотвы.
В Красную книгу Ленинградской области занесены 2 вида водорослей: долихоспермум слизистый (Dolichospermum mucosum) и сноуелла финская (Snowella fennica).
В Красную книгу Российской Федерации и/или Красную книгу Ленинградской области занесены 36 видов птиц: красношейная поганка (Podiceps auritus), большая выпь (Botaurus stellaris), серая утка (Anas strepera) и др., 1 вид млекопитающих – обыкновенная летяга (Pteromys volans).
Для сбора ботанических, зоологических и геологических коллекций, обустройства экологических троп и рекреационных стоянок требуется согласование комитета по природным ресурсам Ленинградской области.
Подробно режим особой охраны изложен в Положении о заказнике «Озеро Мелководное» (утверждено постановлением Правительства Ленинградской области).
Нарушители режима особой охраны заказника привлекаются к административной ответственности.